(57)【要約】【課題】  配線を必要とせずに給電場所の自由度が高い給電を可能とする。【解決手段】  建築構造物１は、コンセントボックス４１及び照明器具４２等の電力負荷設備を有し、電力を変換してマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置１１と、マイクロ波発生装置１１により発生するマイクロ波を伝搬させて電力負荷設備に供給する中空部を有する送電経路２０〜２２とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力負荷設備を有する建築構造物において、
電力を変換して電磁波を発生させる電磁波発生手段と、
前記電磁波発生手段により発生する電磁波を伝搬させて前記電力負荷設備に供給する中空部を有する送電経路と、
を備える建築構造物。
【請求項２】
前記電磁波発生手段に電磁波を発生させるための電力を供給する電力源を更に備える請求項１に記載の建築構造物。
【請求項３】
前記送電経路は、前記建築構造物を構成する構造物構成部材を用いて構成されている請求項１又は２に記載の建築構造物。
【請求項４】
前記送電経路内に設けられ、前記送電経路を伝搬する電磁波を受電する受電手段と、
前記受電手段により受電された電磁波の電力を蓄える蓄電手段と、
を更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の建築構造物。
【請求項５】
前記送電経路を伝搬する電磁波を受電すると共に、当該受電した電磁波の電力により前記建築構造物の状態を検知する構造物状態センサを更に備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の建築構造物。
【請求項６】
前記送電経路内の電磁波の状態を検知する電磁波状態センサと、
前記電磁波状態センサにより検知された電磁波の状態に基づき、前記電磁波発生手段による電磁波の発生を制御する制御手段と、
を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の建築構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力負荷設備を有する建築構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
既往の建築構造物では、電力は外部から有線により供給され、やはり有線により各空間に送電されて電気機器などで使用されている（例えば、下記非特許文献１参照）。従来からこのような建築構造物内において、フリーアクセス床等により配線の自由度を高くし、各空間への給電をより柔軟に行えるようにしている。
【非特許文献１】建築環境技術研究会編著，建築環境エンジニアリング３「電気設備計画」，鹿島出版会，２０００年，ｐ．２５−３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のフリーアクセス床では、居室等のレイアウト変更や建物内の改修の際には再度の配線が必要となり、多大な労力を要するという問題があった。また、コンセントボックス等は決められた配線ライン上に設置しなければならず、レイアウト変更等に対しても制約となるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するために成されたものであり、配線を必要とせずに給電場所の自由度が高い給電を可能とする建築構造物（電力ユビキタス建築）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る建築構造物は、電力負荷設備を有する建築構造物において、電力を変換して電磁波を発生させる電磁波発生手段と、電磁波発生手段により発生する電磁波を伝搬させて電力負荷設備に供給する中空部を有する送電経路と、を備えることを特徴とする。ここで電力負荷設備とは、直接的又は間接的に電力を消費する設備である。
【０００６】
この建築構造物によれば、電磁波が伝搬する送電経路における任意の部分で電磁波を受電して電力を電力負荷設備に供給することができる。従って、配線を必要とせずに給電場所の自由度が高い給電が可能となる。
【０００７】
また、建築構造物は、電磁波発生手段に電磁波を発生させるための電力を供給する電力源を更に備えることが好ましい。この構成によれば、建築構造物への電力供給が不要となる。
【０００８】
また、送電経路は、建築構造物を構成する構造物構成部材を用いて構成されていることが好ましい。この構成によれば、通常建築構造物を構成する構造物構成部材を送電経路としても用いるので、より簡易に本発明を実施することができる。
【０００９】
また、建築構造物は、送電経路内に設けられ、送電経路を伝搬する電磁波を受電する受電手段と、受電手段により受電された電磁波の電力を蓄える蓄電手段と、を更に備えることが好ましい。この構成によれば、安定的に給電を行うことが可能となる。
【００１０】
また、建築構造物は、送電経路を伝搬する電磁波を受電すると共に、当該受電した電磁波の電力により建築構造物の状態を検知する構造物状態センサを更に備えることが好ましい。この構成によれば、構造物状態センサに無線により電力を供給することが可能となり構造物状態センサに電力を供給する配線が不要となるので、構造物状態センサの設置及びメンテナンスが容易になる。
【００１１】
また、建築構造物は、送電経路内の電磁波の状態を検知する電磁波状態センサと、電磁波状態センサにより検知された電磁波の状態に基づき、電磁波発生手段による電磁波の発生を制御する制御手段と、を更に備えることが好ましい。この構成によれば、送電経路内の電磁波の状態に応じた効率的な給電が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電磁波が伝搬する送電経路における任意の部分で電磁波を受電して電力を電力負荷設備に供給することができる。従って、配線を必要とせずに給電場所の自由度が高い給電が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面とともに本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１４】
図１に本実施形態の建築構造物１を概観的に示す。図１に示すように、建築構造物１は各種の建築用部材によって構成され、複数の階からなり複数の部屋を有している。建築構造物１の各部屋には電力負荷設備が備えられており、電力負荷設備には電力が供給される。電力負荷設備とは、直接的又は間接的に電力を消費する設備のことである。例えば、電気機器等を使用するためのコンセントボックス４１や部屋を照らす照明器具４２等が相当する。電力は以下に説明するように、電磁波の一種であるマイクロ波等により各電力負荷設備に供給される。
【００１５】
建築構造物１の内部には、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置１１及び電力源１２が、例えば建築構造物を構成する柱部材の壁面の筐体に備えられる。また、建築構造物１には、マイクロ波発生装置１１により発生したマイクロ波を伝搬させて部屋に供給する中空部を有する送電経路２０〜２２が備えられる。
【００１６】
マイクロ波発生装置１１は、電力源１２から供給される電力を変換してマイクロ波を発生させる電磁波発生手段である。マイクロ波発生装置１１として具体的には、マグネトロン等を用いるのがよい。マイクロ波の出力は、送電経路２０〜２２内における電力密度が所定の値となるような値となる大きさであることが好ましい。出力の大きさについて詳しくは後述する。また、マイクロ波は長い距離を伝搬すると減衰するので、例えば階毎等、建築構造物１内に複数設けられていることが好ましい。
【００１７】
電力源１２は、マイクロ波発生装置１１と接続されており、マイクロ波発生装置１１にマイクロ波を発生させるための電力を供給する。マイクロ波発生装置１１を複数設ける場合は、電力源１２もマイクロ波発生装置１１毎に設けることとするのが好ましい。電力源１２として具体的には、燃料電池を用いることが好ましい。燃料電池以外にも、建築構造物１における各部の応力の変動を利用したエネルギー変換システム等を用いることとしてもよい。上記のエネルギー変換システムは、例えばチタン酸バリウム又はチタン酸ジルコン等の圧電／電歪セラミクスを設けておき、圧電セラミクスが圧縮、振動することにより電力を取得するものである。
【００１８】
送電経路２０〜２２は、電力を無線により各部屋に供給するための経路である。送電経路２０〜２２は、マイクロ波発生装置１１により発生するマイクロ波を伝搬させて各電力負荷設備に供給する中空部を有する。送電経路２０は、構造物構成部材を用いて構成されていることが好ましい。構造物構成部材とは、建築構造物１を通常構成する部材であり、具体的にはデッキ床スラブ、間仕切壁を構成する壁部材及び柱部材、並びに給排気ダクト等が相当する。
【００１９】
階の区切部に用いられるデッキ床スラブ３１を用いて送電経路２０とする例を図２〜図４に示す。デッキ床スラブ３１には、下側の面に複数の溝が設けられている。図２は、階の区切部のデッキ床スラブ３１の溝と垂直な面での立断面図である。図３（ａ）は、デッキ床スラブ３１の溝に対応する部分の図２におけるIII−III線断面図である。図３（ｂ）は、デッキ床スラブ３１の溝と平行な面の立断面図である。図４は、部屋の立断面図である。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、デッキ床スラブ３１の溝は直線状であり複数の溝がそれぞれ平行になるように設けられている。デッキプレート３２は、薄板の鋼板等により形成されており、デッキ床スラブ３１を施工する際に型枠の代わりに敷かれるものである。デッキ床スラブ３１及びデッキプレート３２は、通常建築構造物１を建築する際に、荷重を負担するものとして用いられる構造物構成部材である。上記のデッキ床スラブ３１の溝はスラブの軽量化と型枠としての剛性確保のために形成されているため、従来の建築構造物では特に利用されていない。
【００２１】
デッキプレート３２は、鋼板等により形成されているのでマイクロ波を遮蔽することができ、送電経路２０は、このデッキプレート３２と、同様にマイクロ波を遮蔽する遮蔽板３３とが中空部２０ａを構成することにより構成される。即ち、図２等に示すように、送電経路２０は、マイクロ波を遮蔽する遮蔽板３３により、デッキプレート３２の溝をパイプ状の中空部２０ａができるように覆うように設けることにより構成される。上記のように送電経路２０は、従来から構造物構成部材として使用されていた部材を用いて構成される。遮蔽板３３は、例えば鋼板等で形成される。中空部２０ａは、十分にマイクロ波を伝搬させるため、数十ｍｍ〜百数十ｍｍ四方程度の断面積を有することが好ましい。なお、マイクロ波が送電経路２０から漏れることがなく以下の基準を満たすように、遮蔽板３３とデッキプレート３２とは溶接等により隙間無く接合される。マイクロ波の密度は居室空間では１ｍＷ／ｃｍ２、モバイル機器使用環境では５ｍＷ／ｃｍ２以下となるように調整されている。
【００２２】
上記のデッキ床スラブ３１を用いた送電経路２０へマイクロ波を供給するために、図２及び図３（ｂ）等に示すように、デッキ床スラブ３１及びデッキプレート３２の一方の溝方向のデッキ床スラブ３１端部の下側に、各送電経路２０と垂直になるように、導波管２１が接続される。導波管２１は、マイクロ波を遮蔽する鋼板等を凹状に屈曲成形させた部材であり、デッキプレート３２と共にパイプ状の中空部２１ａを形成する。また、遮蔽板３３は導波管２１が設けられている箇所には設けられておらず、中空部２１ａを伝搬したマイクロ波が上記の送電経路２０に伝搬する。また、導波管２１にマイクロ波を伝搬させるため、マイクロ波発生装置１１と導波管２１とを繋ぐ導波管２２が設けられる。導波管２２は、マイクロ波を遮蔽する鋼板等によりパイプ状の中空部２２ａを有するように形成されている。
【００２３】
図２に示すように送電経路２０の内側には、受電アンテナ（レクテナ）５０が設けられる。受電アンテナ５０は送電経路２０〜２２を伝搬するマイクロ波を受電し電力に変換する受電手段である。受電アンテナ５０は、電力線４３により電力負荷設備４１，４２と接続されており、電力線４３から電力負荷設備４１，４２に電力を供給する。受電アンテナ５０と電力負荷設備４１，４２との間の距離は、それらを接続している電力線４３を短くするために、短くなっていることが好ましい。また、受電アンテナ５０と電力負荷設備４１，４２とを一体とすることで電力線４３は省略できる。なお、受電アンテナ５０によるマイクロ波の受電は送電経路２０〜２２内における任意の箇所で行うことができるので、電力負荷設備４１，４２の位置に応じて、送電経路２０内における任意の部分に受電アンテナを設けることができる。また、受電アンテナ５０は、電力負荷設備４１，４２に合わせて複数設けることとしてもよい。
【００２４】
電力負荷設備としては、照明器具４２等のようにそれ自体が（直接的に）電力を消費するものや、コンセントボックス４１等部屋で用いられる電気機器等の外部機器に電力を供給して間接的に電力を消費するもの等が相当する。図１及び図２等に示すように照明器具４２は、部屋で利用可能なように板状の天井部材３６の部屋側の面等に備えられる。コンセントボックス４１はデッキ床スラブ３１の部屋側の面等に備えられ、電気機器である外部機器のコンセント９９が接続されコンセント９９を介して外部機器に対して電力を供給する。
【００２５】
ここでコンセントボックス４１には蓄電装置４４（図２、図４及び図５においてはコンセントボックス４１と一体物として示す）を設けておくことが好ましい。蓄電装置４４は、受電アンテナ５０により受電されたマイクロ波の電力を蓄えておくための蓄電手段である。蓄電装置４４は、コンセントボックス４１からの電力の供給をより安定的に行えるようにするものである。即ち蓄電装置４４は、コンセントボックス４１にコンセント９９が接続されていない場合は電力を蓄えておく。また、コンセント９９が接続されており、受電アンテナ５０から外部機器への電力の供給が十分でない場合、コンセントボックス４１に蓄えた電力を供給する。なお、蓄電装置４４は、コンセントボックス４１毎に設けられる必要はなく、複数のコンセントボックス４１に対して１つの蓄電装置４４を設けることとしてもよい。また、コンセントボックス４１以外の電力負荷設備に設けられてもよい。
【００２６】
上述した送電経路２０は建築構造物１における床又は天井を水平方向にマイクロ波が伝搬するものであるが、構造物構成部材を用いた送電経路はマイクロ波が鉛直方向に伝搬するものでもよい。図１、図４及び図５にＲＣ（Reinforced Concrete）柱３４を含んで形成される壁部材３５や箱型柱仕上げ７０を用いて送電経路とする例を示す。ここで図５（ａ）は、ＲＣ柱３４を含んで形成される壁部材３５を用いた送電経路の図４におけるV−V線断面図である。図５（ｂ）は、箱型柱仕上げ７０を用いた送電経路の平断面図である。壁部材３５や箱型柱仕上げ７０は、通常建築構造物１の強度を確保したり、建築構造物１の間仕切りをしたりするものとして用いられる構造物構成部材である。
【００２７】
図４及び図５等に示すように、鉛直方向の送電経路２３は、壁部材３５の壁面と対向する位置に当該壁面と平行となるように設置される仕上げ材３７を用い、壁部材３５と仕上げ材３７との間に２つの板状の仕上げ材下地３８を用いてパイプ状の中空部２３ａを形成することにより構成される。仕上げ材３７は、壁部材３５側の面に、例えば金属メッキを施す等のマイクロ波を遮蔽する遮蔽処理（シールド処理）が行われているものが用いられる。また、壁部材３５の表面にもマイクロ波遮蔽処理が施されている。また、マイクロ波が送電経路２３から漏れることがないように、仕上げ材下地３８と壁部材３５及び仕上げ材３７とは溶接等により隙間無く接合される。また、仕上げ材下地３８の送電経路２３側の面には、マイクロ波を遮蔽する処理が施される。上記のように送電経路２３は、従来から構造物構成部材として用いられていた部材を用いて構成される。
【００２８】
図３（ｂ）及び図４に示すように、送電経路２３の中空部２３ａは、壁部材３５の壁面に沿った天井から床までマイクロ波が伝搬する部分である。送電経路２３は、天井に接する部分で、デッキ床スラブ３１及びデッキプレート３２を用いた送電経路２０とマイクロ波が伝搬するように接続されている。
【００２９】
図４に示すように上記の送電経路２０内と同様に、送電経路２３内にも、受電アンテナ５０が設けられる。受電アンテナ５０には、上述したのと同様にコンセントボックス４１及び蓄電装置４４が接続される。受電アンテナ５０に接続されたコンセントボックス４１は、例えばその給電部が仕上げ材３７の部屋側に出るように備えられる。このように、コンセントボックス４１は、部屋における床及び壁に設けることができる。
【００３０】
このような鉛直方向にマイクロ波が伝搬する送電経路は、壁部材３５以外でも例えば図１に示す箱型柱仕上げ７０のような柱部材を用いて構成してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すように箱型柱仕上げ７０において、送電経路２４は、耐火被覆７３により覆われた鉄骨柱７１、板状の仕上げ材７２及び仕上げ材下地３８によって構成される。上記のように送電経路２４は、従来から構造物構成部材として使われていた部材の隙間等を用いて構成される。
【００３１】
また、建築構造物１内において空間を仕切る、以下に示すような間仕切壁内の隙間を送電経路として用いてもよい。例えば間仕切壁は、建築構造物１の階の両端に設けられた柱部材をはさむようにして設置された２枚の板材により構成され、これら板材の間に送電経路として用いることができる中空部を有している。間仕切壁の隙間を電送経路として利用する際には、中空部の内側の壁面にマイクロ波を遮蔽する遮蔽処理を施すことが好ましい。
【００３２】
また、図１に示すように建築構造物１には、電力負荷設備として無線電力空間８０を設けることができる。無線電力空間８０は、マイクロ波を満たすことによりマイクロ波を受電する受電部を有する電気機器等を有線や電池等による充電の必要がなく使用できる空間である。無線電力空間８０は、マイクロ波が漏れないように、壁面にマイクロ波を遮蔽するシールド処理がなされたシールド板８１等により閉空間になっている。図４に示すように、無線電力空間８０にマイクロ波を供給するために、送電経路２０に接続され無線電力空間８０へのマイクロ波の噴出口となる開口部８２を有する導波管２５を設ける。
【００３３】
また、上述のように構成された送電経路２０〜２５の内部は、マイクロ波が伝搬して常に電力を取り出せる環境にある。これを利用して、建築構造物１の状態を検知する構造物状態センサを送電経路の内部又はその周囲に設けることができる。構造物状態センサは、マイクロ波を受電する受電部を有しており、受電したマイクロ波の電力で動作する。建築構造物１の状態は例えば建築構造物１の振動状態、構造物構成部材の応力及び歪状態等が相当し、状態に係る物理量を測定することにより検知される。
【００３４】
例えば、図２に示すように送電経路２０の内部に振動センサ９１を設けることができる。振動センサ９１は、地震等の際にデッキ床スラブ３１の振動を、振動量を測定すること等により検出する。また、図２に示すようにデッキ床スラブ３１に設けられた鉄骨梁７５に、鉄骨梁７５のひずみを検出するひずみセンサ９２を設けてもよい。ひずみセンサ９２は、鉄骨梁７５上に設けられると共にその一部が送電経路２０に入っておりその部分からマイクロ波を受電する。ひずみセンサ９２は、鉄骨梁７５に係る外力による応力を、当該外力による歪を測定すること等により検出する。また、ひずみセンサ９２は、図４及び図５（ａ）に示すように壁部材３５の送電経路２３内に設けられてもよい。
【００３５】
また、図５（ａ）に示すように、ひずみセンサ９３はＲＣ柱３４内の主鉄筋３４ａに設けられてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、ひずみセンサ９４は送電経路２４内の鉄骨柱７１に耐火被覆７３に覆われた状態で設けられてもよい。マイクロ波は、耐火被覆やコンクリート等を透過することができるため、このような箇所に設けられた状態検出センサに対する給電も可能である。図５（ａ）に示すひずみセンサ９３は、送電経路２３の外側にあるので送電経路２３からひずみセンサ９３までマイクロ波が届くように、送電経路２３におけるひずみセンサ９３までのマイクロ波の経路に当たる部分は、遮蔽処理を施さないでおく。同様に、図５（ａ）に示すように、ＲＣ柱３４内にコンクリートの中性化を検知する中性化センサ９５を、カーボンファイバー等により形成される巾止め筋３４ｂなどに支持させて設けることもできる。
【００３６】
これらの構造物状態センサにより検知された建築構造物１の状態のデータは、無線通信により状態を管理しているサーバ等に送信されることが好ましい。通信経路も無線にすることで、構造物状態センサをワイヤレスな状態で建築構造物１に取り付けることができる。
【００３７】
続いて、スラブを用いた送電経路の実施形態について説明する。図６にデッキプレートスラブ１０１及び鉄骨梁１０２，１０３を用いて送電経路１２０を構成する例を示す。図６は、デッキプレートスラブ１０１及び鉄骨梁１０２，１０３の断面図である。デッキプレートスラブ１０１は、大梁１０２及び小梁１０３により支持されたデッキプレート１０２の上にコンクリート１０６を打設することにより形成される。デッキプレート１０４は鋼板等により形成されており、複数の直線状の溝がそれぞれ平行になるように設けられている。
【００３８】
送電経路１２０は、デッキプレート１０４における、デッキプレートスラブ１０１と逆側のそれぞれの溝を、パイプ状の中空部が形成されるようにマイクロ波を遮蔽する遮蔽板１０５で覆うことにより形成される。遮蔽板１０５は、例えば鋼板により形成される。送電経路１２０を伝搬するマイクロ波は、デッキプレートスラブ１０１や遮蔽板１０５に開口部１０１ａを設ける等して取り出すことができる。また、送電経路１２０内に、マイクロ波を受電する受電アンテナを設けて電力を取得してもよい。
【００３９】
図７にＰＣ（プレキャスト）ボイドスラブ２０１を用いて送電経路２２０を構成する例を示す。図７は、ＰＣボイドスラブ２０１の断面図である。ＰＣボイドスラブ２０１は、予めコンクリート等により形成され配設されたＰＣ板２０２の上に、複数のパイプ状のボイド部２０４がそれぞれ平行に形成されるようにボイド型枠を設けてコンクリート２０３を打設することにより形成される。このように形成されたボイド部２０４は、送電経路２２０としてそのまま用いることができる。送電経路２２０を伝搬するマイクロ波は、ＰＣボイドスラブ２０１を構成するコンクリート２０３やＰＣ板２０２に開口部２０２ａ，２０３ａを設ける等して取り出すことができる。また、送電経路２２０内に、マイクロ波を受電する受電アンテナを設けて電力を取得してもよい。
【００４０】
図８にハーフＰＣスラブ３０１を用いて送電経路３２０を構成する例を示す。図６は、鉄骨梁３０３，３０４及びハーフＰＣスラブ３０１の断面図である。ハーフＰＣスラブは、大梁３０３及び小梁３０４により支持されたＰＣ板３０２上にコンクリート３０５を打設することにより形成される。ＰＣ板３０２には、予め複数のパイプ状のボイド部３０２ａがそれぞれ平行に形成されている。このボイド部３０２ａは、送電経路３２０としてそのまま用いることができる。送電経路３２０を伝搬するマイクロ波は、ハーフＰＣスラブ３０１に開口部を設ける等して取り出すことができる。また、送電経路３２０内に、マイクロ波を受電する受電アンテナを設けて電力を取得してもよい。
【００４１】
上記にスラブや壁部材を用いた送電経路の例を示したが、それ以外でも例えば、建築構造物１に備えられる図９に示すような、断面矩形の筒状部材を複数結合させた形状のダクト７６を送電経路としてもよい。送電経路として用いるダクト７６は、マイクロ波を漏らさないような鋼板等により形成されたものが用いられる。
【００４２】
ところで、送電経路内の電磁波は、その密度が低いと安定的な電力の供給が難しくなり、一方密度が高いと安全性の基準を満たさなくなるおそれ等がある。従って、送電経路内の電磁波の密度は、適切な値で一定に保たれていることが好ましい。そのために、図９に模式的に示すように、マイクロ波が伝搬する送電経路には電磁波状態センサ９７を設けることが好ましい。また、マイクロ波発生装置１１にはマイクロ波の発生を制御する制御装置１３が接続されていることが好ましい。電磁波状態センサ９７は、送電経路内のマイクロ波の状態を検知するためのものである。マイクロ波の状態は、例えばマイクロ波による送電経路内の電力密度（単位Ｗ／ｃｍ２）等を測定することにより検知される。電磁波状態センサ９７は、検知した状態に係るデータを、無線信号により制御装置１３に送信する。なお、電磁波状態センサ９７は、送電経路内のそれぞれの位置でマイクロ波の密度が一定となる制御を可能とするため、位置毎に複数設けておくことが好ましい。
【００４３】
制御装置１３は、電磁波状態センサ９７により検知されたマイクロ波の状態に基づき、マイクロ波発生装置１１のマイクロ波の発生を制御する制御手段である。制御装置１３は、マイクロ波の状態を、例えば上記のように送信された無線信号を受信することにより取得する。制御装置１３によるマイクロ波の発生の制御は、例えば基準となる閾値を予め設定しておき、状態の値が閾値より小さい場合には発生を促進させ、閾値より大きい場合には発生を抑制するというように行われる。また、使用条件の変化により部分的により多くの電力が必要となった場合にもこの制御手段を用いることができる。なお、マイクロ波発生装置１１と制御装置１３とは一体の構成になっていてもよい。
【００４４】
建築構造物１では、以下のように電力供給が行われる。電力源１２から電力の供給を受けたマイクロ波発生装置１１により電力を電力負荷設備に供給するためのマイクロ波が発生する。マイクロ波は、上述した各送電経路２０〜２５の中空部を伝搬する。マイクロ波は、電力負荷設備に接続され各送電経路内２０〜２５内に設けられた受電アンテナ５０に受電されること等により電力を各電力負荷設備に供給する。ここで、上記マイクロ波発生装置１１によるマイクロ波の発生は、送電経路内のマイクロ波の密度が、設備の条件下で、所定の値となるような出力で行われることが好ましい。
【００４５】
例えば、図２に示すようなデッキ床スラブ３１を用いた送電経路２０で部屋内の電力供給を賄うとする。部屋の送電経路２０方向の距離（執務空間距離）が２０ｍ、電気容量が１００Ｗ／ｍ２（照明器具４２に供給する電力を含む。高級設備仕様）、各送電経路２０の中空部２０ａの断面積が０．００８２５ｍ２（７５×１１０ｍｍ）、各送電経路２０が０．２３ｍの幅に１つ設けられているとする。上記の条件では、送電経路２０一本の分担面積が４．６ｍ２（０．２３ｍ×２０ｍ）となり、マイクロ波の伝送効率を９０％とすると、送電経路２０内において必要なマイクロ波の密度は約６Ｗ／ｃｍ２となる。
【００４６】
また、送電経路内において一定のマイクロ波の密度を保つために、電磁波状態センサ９７によりマイクロ波の状態の検知が行われ、検知された状態に基づいて制御装置１３がマイクロ波発生装置１１に対して、マイクロ波発生の制御を行う。
【００４７】
また、コンセントボックス４１にコンセント９９が接続されていない状態では、受電アンテナ５０により受電された電力は蓄電装置４４に蓄電される。コンセントボックス４１にコンセント９９が接続され、受電アンテナ５０から供給される電力が十分でない場合には、蓄電装置４４からコンセントボックス４１に対して電力を供給する。
【００４８】
また、マイクロ波は、送電経路内に設けられた各種の構造物状態センサに、これらセンサの動作に必要な電力を供給する。電力を供給された構造物状態センサは、センサに応じた建築構造物１の各種の状態を検知する。検出された状態のデータは、無線信号等によりサーバ等に送られ、建築構造物１の防災システムなどのための情報として使用され、非常時の居住者への警告等に用いられる。
【００４９】
上述したように本実施形態によれば、マイクロ波により無線で電力を供給するので、有線で電力を供給する際に必要となっていた配線のメンテナンスや再配線の必要がなくなる。また、配線を必要とせずに給電場所の自由度が高い給電が可能となる。また、自由度の高い給電を行うために従来、必要としていたフリースペースが不要となるので、スペースの有効活用が可能となる。また、必要に応じて無線電力空間８０を構成することもできる。また、マイクロ波による給電のため、直接、直流電力を得ることができ交流／直流変換器が不要となる。
【００５０】
また、本実施形態のように電力源１２を備えることとすれば、建築構造物１への電力供給が不要となる。また、電力源１２とマイクロ波発生装置１１とを複数備えることとすれば、大きい建築構造物１に対しても有線の送電用幹線をも必要とせずに建築構造物１内での電力供給が可能となる。但し、電力源１２を備える必要は必ずしも無く、有線等により建築構造物１への電力供給が行われてもよい。
【００５１】
また、本実施形態のようにスラブや壁部材等の構造物構成部材やその隙間を用いて送電経路を構成することとすれば、新たに構成する部分が不要あるいは少なくて済むので、より容易に本発明を実施することができる。但し、構造物構成部材を用いずに送電経路を構成してもよい。
【００５２】
また、本実施形態のように蓄電装置４４を設けることとすれば、例えばマイクロ波の密度が十分でない場合や短時間で大量の電力を消費するような場合等であっても、安定的に給電を行うことができる。但し、常にマイクロ波による無線での電力供給が、有線での電力供給と同程度に安定して行われる場合等は、蓄電装置４４は必ずしも必要ない。
【００５３】
また、本実施形態のようにマイクロ波により電力が供給される各種の構造物状態センサを建築構造物１に設けることとすれば、構造物状態センサの設置及びメンテナンスが容易となる。また、構造物状態センサからの検知された状態データの取得も無線通信により行えば、ワイヤレスな状態で構造物状態センサを設置することができる。また、マイクロ波はコンクリート等を透過できるので、コンクリート等の内部にもワイヤレスの構造物状態センサを設けることができる。
【００５４】
また、本実施形態のように送電経路内のマイクロ波の状態に応じてマイクロ波の発生を制御することとすれば、送電経路内の電磁波の状態に応じた効率的な給電が可能となる。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、電力を供給する媒体はマイクロ波としたが、マイクロ波以外の電力を無線により供給できる電磁波を用いることとしてもよい。また、送電経路に用いる構造物構成部材は本実施形態で示したものに限られず、マイクロ波等の電磁波を伝搬することができる中空部を構成できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る建築構造物の概観を示す図である。
【図２】建築構造物における階の区切部の立断面図である。
【図３】送電経路を示す建築構造物の断面図であり、（ａ）はデッキ床スラブの水平断面での断面図であり、（ｂ）は部屋の立断面図である。
【図４】建築構造物における部屋の立断面図である。
【図５】建築構造物を構成する部材の断面図であり、（ａ）は壁部材の断面図であり、（ｂ）は鉄骨柱の断面図である。
【図６】デッキプレートスラブを用いて送電経路を構成する例を示した図である。
【図７】ＲＣボイドスラブを用いて送電経路を構成する例を示した図である。
【図８】ハーフＰＣスラブを用いて送電経路を構成する例を示した図である。
【図９】送電経路の別の例及びマイクロ波発生の制御手段を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…建築構造物、１１…マイクロ波発生装置、１２…電力源、１３…制御装置。２０〜２５…送電経路、２０ａ〜２３ａ中空部、３１…デッキ床スラブ、３２…デッキプレート、３３…遮蔽板、３４…ＲＣ柱、３５…壁部材、３６…天井部材、３７…仕上げ材、３８…仕上げ材下地、４１…コンセントボックス、４２…照明器具、４３…電力線、４４…蓄電装置、５０…受電アンテナ、７０…箱型柱仕上げ、７１…鉄骨柱、７２…仕上げ材、７３…耐火被覆、７５…鉄骨梁、７６…ダクト、８０…無線電力空間、９１〜９５…構造物状態センサ、９７…電磁波状態センサ、９９…コンセント、１０１，２０１，３０１…スラブ、１２０，２２０，３２０…送電経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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